東北地理所在線蟲與大豆早期互作分子調(diào)控機制方面取得新進展
大豆孢囊線蟲（Heterodera glycines）是全球范圍內(nèi)嚴重威脅大豆生產(chǎn)的重要病原之一，每年造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)十億美元。線蟲依靠精準的化學感知系統(tǒng)識別寄主根部分泌的信號物質(zhì)，進而實現(xiàn)定向定位和侵染寄主。因此，揭示線蟲化感系統(tǒng)的分子調(diào)控機制，對于闡明其寄主識別過程及開發(fā)新型特異性殺線劑具有重要意義。
東北地理所大豆分子設計育種重點實驗室農(nóng)田有害生物控制研究團隊前期在線蟲與植物互作方面工作其中以姜野為第一作者已在相關(guān)領域?qū)I(yè)期刊發(fā)表SCI論文6篇，并已獲得3項國家授權(quán)發(fā)明專利。在此基礎上，近期在解析大豆孢囊線蟲與寄主早期互作的分子機制方面取得新進展。研究團隊鑒定并解析了調(diào)控線蟲響應寄主根部pH值與鹽離子信號的關(guān)鍵候選基因功能：瞬時受體電位香草酸通道（TRPV）家族基因 Hg-osm-9、Hg-ocr-2及G蛋白α亞基基因 Hg-goa-1。利用WormLab線蟲行為分析系統(tǒng)和RNA干擾等功能驗證手段，研究發(fā)現(xiàn)三者在侵染性二齡幼蟲（J2）尾部感器中高水平表達，并存在協(xié)同互作關(guān)系。其中，Hg-osm-9與Hg-ocr-2協(xié)同調(diào)控線蟲對寄主根部信號的趨化行為，Hg-goa-1主要影響線蟲運動能力，并且這三個基因均在不同程度上調(diào)控線蟲的侵染力與繁殖力。研究進一步揭示了TRPV通道與G蛋白α亞基互作調(diào)控線蟲化感、運動與寄生的分子機制（圖1），為解析線蟲感知寄主信號的分子基礎提供了新證據(jù)。通過大豆孢囊線蟲化感與寄主識別的關(guān)鍵分子機制解析，為大豆孢囊線蟲精準防控及特異性分子靶標型殺線劑的開發(fā)提供了新思路，對保障我國大豆安全生產(chǎn)具有重要意義。
相關(guān)成果近期發(fā)表在中國科學院一區(qū)Top期刊《Journal of Agricultural & Food Chemistry》上，東北地理所特別研究助理姜野為第一作者，李春杰正高級工程師和王從麗研究員為共同通訊作者。研究得到國家自然科學基金、黑龍江省重點研發(fā)計劃（創(chuàng)新基地）項目和長春市科技發(fā)展計劃項目共同資助。
圖1：大豆孢囊線蟲中TRPV通道基因（Hg-osm-9、Hg-ocr-2）和G蛋白α亞基基因（Hg-goa-1）的克隆、表達分析與功能鑒定及其在化感行為和寄生過程中的作用示意圖
論文信息：Ye Jiang,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Yuewen Dou,Lili Wu,Qi Wang,Lei Guo,Liuli Wei,Binyu Xu,Chunjie Li* Congli Wang*. Key Roles of TRPV Channels Hg-osm?9,Hg?ocr?2,and G?Protein α Subunit Hg-goa?1 in the Chemosensory Behavior and Parasitism of Heterodera Glycines. Journal of Agricultural & Food Chemistry,2025. DOI: 10.1021/acs.jafc.5c07304.
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c07304
前期已發(fā)表論文：
1.Ye Jiang,Minghui Huang,Ruifeng Qin,Dan Jiang,Doudou Chang,Yifan Xie,Chunjie Li* and Congli Wang*. Full-Length transcriptome analysis of soybean cyst nematode (Heterodera glycines) reveals an association of behaviors in response to attractive pH and salt solutions with activation of transmembrane receptors,ion channels,and Ca2+ transporters. Journal of Agricultural & Food Chemistry. 2023,71(23):8778-8796.
2.Ye Jiang,Minghui Huang,Chunjie Li*,Cui Hua,Ruifeng Qin,Doudou Chang,Dan Jiang,Lei Zhao,Xuan Wang,Jinyao Yu,and Congli Wang*. Responses of infective juveniles of the soybean cyst nematode (Heterodera glycines) and the root-knot nematodes (Meloidogyne hapla,M. incognita) to amino acids. Nematology,2022,24: 1049-1062.
3.Ye Jiang,Ruifeng Qin,Chunjie Li,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Yifan Xie,Yanan Zhao,and Congli Wang*. A reliable and efficient BioPulverizer method in preparing and grinding nematodes for nucleic acid extraction and molecular identification. Zoologia (Curitiba),2023,40: e23021.
4.Ye Jiang,Congli Wang,Hongji Zhang*,Decai Yu,Minghui Huang,Doudou Chang,and Chunjie Li*. First report of Meloidogyne arenaria parasitizing Solanum muricatum in Yunnan Province of China. Plant Disease,2025,DOI: 10.1094/PDIS-07-25-1515-PDN.
5.Yuewen Dou#,Ye Jiang#,Minghui Huang,Dan Jiang,Doudou Chang,Lili Wu,Qi Wang,Lei Guo,Liuli Wei,Binyu Xu,Chunjie Li*,and Congli Wang*. Early soybean-nematode interactions: transcriptomic responses of Meloidogyne incognita at the pre-Parasitic stage and metabolomic profiling of root exudates. Phytopathology,2025,115: 701-717.
6.Minghui Huang#,Ye Jiang#,Ruifeng Qin,Dan Jiang,Doudou Chang,Zhongyan Tian,Chunjie Li* and Congli Wang*. Full-Length transcriptional analysis of the same soybean genotype with compatible and incompatible reactions to Heterodera glycines reveals nematode infection activating plant defense response. Frontiers in Plant Science,2022,13: 866322.
授權(quán)專利：
1.姜野，王從麗，李春杰，黃銘慧，秦瑞峰，蔣丹，常豆豆，謝倚帆，趙亞男.大豆孢囊線蟲基因Hg-goa-1、其編碼蛋白及其dsRNA在線蟲防治中的應用，ZL 202211474247.8，授權(quán)公告日：2023年09月08日
2.姜野，王從麗，李春杰，黃銘慧，秦瑞峰，蔣丹，常豆豆，謝倚帆，趙亞男.大豆孢囊線蟲基因Hg-osm-9、其編碼蛋白及其dsRNA在線蟲防治中的應用，ZL 202211466943.4，授權(quán)公告日：2023年09月29日
3.姜野，蔣丹，王從麗，李春杰，黃銘慧，常豆豆，竇悅文，吳黎黎，王琪，郭磊，韋柳利，徐彬鈺.大豆孢囊線蟲基因Hg-tax-4及其在線蟲防治中的應用，ZL 2025102200218 230，權(quán)公告日：2025年10月22日
附件下載：
吉公網(wǎng)安備22017302000214號
